Come è strutturata nella pratica una linea spunbond

Quando le persone chiedono: " in quali componenti è tipicamente composta la linea spunbond ”, di solito vogliono qualcosa di più di un elenco di parti: vogliono capire come i moduli si collegano in un processo stabile e controllabile. In termini di produzione, una linea spunbond è un sistema continuo che converte i pellet polimerici in un tessuto non tessuto legato attraverso tre fasi strettamente collegate: preparazione della fusione , formazione/deposizione dei filamenti , e incollaggio/avvolgimento del nastro .

La maggior parte delle linee industriali sono progettate per il polipropilene (PP), ma esistono varianti PET e PA. Gli intervalli operativi tipici dipendono dal polimero e dalla qualità del prodotto, ma molte linee spunbond in PP funzionano a questi livelli centinaia di metri al minuto della velocità del nastro, producendo grammature spesso estese ~10–200 g/m² a seconda della configurazione e del mercato.

Componenti per la movimentazione e l'alimentazione dei polimeri

Il flusso stabile del materiale in ingresso è il primo requisito per una qualità costante del tessuto non tessuto. Anche piccole fluttuazioni nella velocità di avanzamento possono manifestarsi a valle come variazione del peso base o punti deboli dopo l'incollaggio.

Logistica dei materiali a monte

• Silos polimerici o stazioni big-bag: stoccaggio e trasporto controllato per ridurre al minimo la contaminazione e la segregazione.
• Trasporto pneumatico e depolverazione: riduce i fini che possono accelerare l'intasamento del filtro e il blocco dei capillari della filiera.
• Essiccatori (dipendenti dal polimero): essenziali per i polimeri igroscopici (ad esempio PET) per prevenire l'idrolisi e la perdita di viscosità.

Sistemi di dosaggio e additivi

La maggior parte dei prodotti spunbond commerciali si basano su pacchetti di additivi controllati. Esempi comuni includono masterbatch TiO₂ per opacità, finiture idrofile per coperture igieniche o stabilizzanti per tessuti per esterni. Una regola pratica è questa precisione di alimentazione e consistenza della miscelazione contano più della percentuale nominale dell'additivo, perché le striature solitamente hanno origine da una cattiva distribuzione piuttosto che dalla formulazione stessa.

• Dosatori gravimetrici: mantengono un flusso di massa costante e consentono il controllo della grammatura a circuito chiuso.
• Miscelatori/miscelatori: omogeneizzano pellet e masterbatch per ridurre i difetti “sale e pepe”.

Componenti di estrusione, filtrazione del materiale fuso e dosaggio

Questa zona converte i pellet in una massa fusa pulita, stabile alla temperatura e con viscosità prevedibile. Se la fusione è instabile, i controlli a valle (aspirazione di aria, raffreddamento, incollaggio) saranno costretti a compensare, generalmente aumentando gli scarti.

Sistema di estrusione

• Estrusore monovite (comune nello spunbond): plastifica il polimero e aumenta la pressione; le zone a botte forniscono un riscaldamento graduale.
• Pompe di fusione/pompe a ingranaggi: disaccoppiano le fluttuazioni dell'estrusione dalla filatura; sono fondamentali per l'uniformità del filamento perché stabilizzano il flusso alla filiera.

Filtrazione e distribuzione del fuso

La filtrazione protegge i pacchi di rotazione e le filiere da gel, polimeri carbonizzati e particelle estranee. Nelle operazioni pratiche, la condizione del filtro spesso è correlata al tasso di difettosità (filamenti rotti, fori, segni di corde) più fortemente di molti parametri a valle.

• Cambiafiltri (manuali o automatici): consentono la sostituzione dei filtri con tempi di inattività minimi.
• Filtri per fusione e filtri a candela (a seconda della linea): forniscono una filtrazione fine per una centrifuga più pulita e cicli di funzionamento più lunghi.
• Tubazioni/collettori di distribuzione: equalizzare il flusso di materiale fuso alla filatura multifascio; uno scarso bilanciamento può apparire come strisce di peso del CD.

Componenti della trave rotante, dello spin pack e della filiera

La trave rotante è il “cuore di precisione” della linea. Deve mantenere una temperatura e una pressione uniformi su tutta la larghezza per produrre una formazione coerente dei filamenti. Nello spunbond, l'uniformità del prodotto è fortemente legata alla capacità della trave di mantenere le condizioni stazionarie.

Spin pack e hardware di misurazione

• Pompa di centrifugazione (spesso integrata con il design del raggio): i misuratori si fondono esattamente nei capillari; stabilizza il denaro del filamento.
• Spin pack (filtri, piastre rompitrici, strati di distribuzione): garantisce la pulizia finale del fuso e la distribuzione del flusso prima dell'estrusione attraverso i fori.
• Riscaldatori e isolamenti termici: riducono i punti freddi che possono causare gradienti di viscosità e variazioni di CD.

Filiera (die) e capillari

La piastra della filiera contiene migliaia di fori di precisione (capillari). I diametri tipici dei filamenti spunbond sono spesso discussi nel ~15–35μm gamma per molti prodotti PP, ma il risultato effettivo dipende dal design del capillare, dalla produttività per foro, dalle condizioni di trafilatura e dall'efficacia del raffreddamento.

Dal punto di vista operativo, la condizione della filiera è un indicatore importante della frequenza di rottura. La pulizia preventiva e la gestione disciplinata (evitare graffi e distorsioni della coppia) sono generalmente meno costose rispetto alla risoluzione dei problemi legati alle rotture croniche dei filamenti.

Componenti di quench e attenuazione del filamento

Dopo l'estrusione, i filamenti devono essere raffreddati e stirati (attenuati). Questo passaggio determina in gran parte la distribuzione del diametro finale delle fibre e contribuisce notevolmente all'uniformità del nastro e al potenziale di resistenza.

Sistema di spegnimento

• Unità ad aria di raffreddamento (design a flusso incrociato o radiale): forniscono un raffreddamento controllato per "fissare" la struttura del filamento.
• Aria condizionata e filtrazione: stabilizzare temperatura e umidità; l'aria più pulita riduce i depositi e migliora i tempi di attività.
• Condotti e serrande: bilanciano il flusso d'aria su tutta la larghezza; lo squilibrio può creare strisce di peso del CD e una risposta di legame non uniforme.

Unità di attenuazione (disegno).

Lo spunbond utilizza comunemente il disegno pneumatico (aspirazione dell'aria) per allungare i filamenti. L'unità di stiro (spesso un dispositivo di tipo espulsore/venturi) accelera i filamenti ad alta velocità. In molte linee, l'ottimizzazione pratica mira a attenuazione stabile con rotture minime del filamento anziché il tiraggio massimo.

• Getti/espulsori di disegno: generano il tiraggio ad aria che riduce il diametro del filamento.
• Diffusori e condotti di aspirazione: controllano l'espansione del flusso d'aria e riducono la turbolenza prima della posa.

Componenti per la stesura e la formazione del nastro

Laydown converte i singoli filamenti in una rete uniforme. È qui che le “buone fibre” possono ancora diventare un “cattivo tessuto” se i flussi d’aria, l’elettrostatica, il vuoto della cinghia o l’oscillazione non sono sintonizzati.

Hardware della sezione di formatura

• Elementi di testa e distribuzione di deposizione: distribuire i filamenti su tutta la larghezza per controllare il profilo del CD.
• Nastro/filo di formatura in movimento: sostiene il nastro; le condizioni della cinghia influiscono sui segni e sull'uniformità.
• Scatole di aspirazione/sistema di vuoto: aspirare l'aria attraverso il nastro per stabilizzare la deposizione e ridurre le mosche.
• Rifilatura dei bordi e rimozione degli scarti: gestisci la larghezza del nastro e previeni l'accumulo di bordi che può destabilizzare l'avvolgimento.

Controlli di uniformità (cosa gli operatori effettivamente regolano)

Un obiettivo pratico di uniformità viene generalmente discusso in termini di profilo di peso base CD e variabilità complessiva (spesso tracciata come CV%). L'obiettivo esatto dipende dall'applicazione, ma la filosofia di controllo più comune è: stabilizzare prima il flusso del materiale fuso, quindi stabilizzare l'aria (raffreddamento/aspirazione), quindi correggere il profilo di deposizione .

• Attuatori del profilo CD (dipendenti dalla linea): ammortizzatori o regolazioni della distribuzione per correggere le differenze di peso da bordo a centro.
• Misure antistatiche: aiutano a prevenire la repulsione dei filamenti e il "roping" durante la posa.

Componenti per incollaggio (calandra) e finitura termica

Un nastro spunbond viene generalmente legato termicamente, più comunemente con una calandra riscaldata utilizzando un rullo con motivo in rilievo. L'incollaggio converte una rete fragile in un tessuto utilizzabile e influenza fortemente la resistenza alla trazione, l'allungamento, la rigidità, lo spessore e la sensazione al tatto.

Sistema di calandra e goffratura

• Rulli riscaldati (è comune una coppia di rilievi lisci): forniscono energia termica e pressione per fondere le fibre nei punti di unione.
• Controllo del carico/pressione sulla pressione: bilancia forza e morbidezza; una presa eccessiva può aumentare la rigidità e ridurre l'ingombro.
• Circuiti di controllo della temperatura: stabilizzano l'incollaggio; temperature instabili dei rulli possono causare bande e zone deboli.

Moduli di incollaggio/finitura opzionali

A seconda del prodotto, le linee possono includere fasi di finitura aggiuntive come trattamenti topici (ad esempio, applicazione di finitura idrofila), ausili per l'avvolgimento superficiale o concetti di incollaggio speciali. La decisione chiave è se il modulo migliora una proprietà misurabile (tempo di bagnatura, abrasione, formazione di pelucchi) senza compromettere la macchinabilità.

Componenti per l'avvolgimento, il taglio e la movimentazione dei rotoli

Le attrezzature a valle sono spesso sottovalutate. In pratica, molti "reclami sulla qualità" derivano da difetti del rullo (telescopio, grinze, nuclei schiacciati, bordi scadenti) piuttosto che dalla formazione di fibre.

Trasporto del nastro e controllo della tensione

• Rulli di trazione e guide web: mantieni un tracciamento stabile per evitare danni ai bordi e grinze.
• Misurazione della tensione (celle di carico/ballerini): supporta densità di avvolgimento e durezza del rotolo costanti.

Avvolgitori e taglierine

• Avvolgitori di superficie/centrali (la configurazione varia): costruisci rotoli con durezza e qualità dei bordi controllati.
• Sistema di taglio: converte i rotoli master nelle larghezze del cliente; scelta della lama e impostazione della qualità del bordo guida e della generazione di lanugine.
• Interfacce per la movimentazione delle anime e l'imballaggio dei rotoli: riduci i danni e migliora la tracciabilità.

Utilità, sistemi di controllo e componenti di qualità in linea

Una risposta completa alla domanda “in quali componenti sono tipicamente costituite le linee spunbond” deve includere i sistemi che mantengono il processo controllabile: trattamento dell’aria, vuoto, servizi di trasferimento del calore, automazione e misurazione. Questi spesso fanno la differenza tra una linea che funziona e una linea che funziona con profitto.

Utilità di aria, vuoto ed energia

• Sistemi di aria di processo (ventilatori, filtri, refrigeratori/riscaldatori): stabilizzano le condizioni dell'aria di raffreddamento e aspirazione.
• Soffiatori e condutture per vuoto: supportano l'aspirazione del nastro di formazione e aiutano a controllare la stabilità delle mosche e della deposizione.
• Sistemi di riscaldamento elettrico o ad olio diatermico: mantengono la temperatura della trave e dei rulli con una risposta di controllo stabile.

Automazione e misurazione in linea

Le moderne linee spunbond in genere integrano il controllo PLC/DCS con la gestione delle ricette e gli allarmi. Gli strumenti in linea riducono le congetture e abbreviano i cicli di risoluzione dei problemi, soprattutto quando forniscono trend per l'analisi delle cause principali.

• Misurazione della grammatura (spesso scansione): supporta il controllo a circuito chiuso della produttività e la correzione del profilo.
• Sensori di temperatura, pressione e flusso di fusione: rilevano l'instabilità prima che diventi un difetto del nastro.
• Rilevamento/ispezione dei difetti (a seconda dell'applicazione): aiuta a isolare striature, buchi o eventi di contaminazione.

Asporto pratico: se stai mappando o specificando una linea spunbond, tratta i sistemi dell'aria, la filtrazione e la misurazione come componenti "principali" - non extra opzionali - perché determinano direttamente stabilità, tempi di attività e qualità costante.

Elenco di controllo rapido: i componenti che hanno maggiori probabilità di causare difetti

Se il tuo obiettivo è la risoluzione dei problemi o la formazione, il modo più costruttivo per utilizzare un elenco di componenti è collegarlo alle modalità di errore. L'elenco di controllo seguente evidenzia i "primi sospettati" comuni quando i problemi compaiono sul web.

• Condizioni del filtro e dello spin pack : il gel/contaminazione provoca filamenti rotti, fori e striature.
• Disseta l'equilibrio dell'aria : il raffreddamento non uniforme si manifesta con una variazione del CD e una risposta di legame incoerente.
• Stabilità dell'unità di disegno : turbolenze e tiraggio instabile aumentano le rotture e creano cordature.
• Vuoto e pulizia del nastro formatore : influisce sulla stabilità di posa, sui fori di spillo e sui segni della cintura.
• Temperatura della calandra e caricamento della linea di contatto : guida i compromessi forza/morbidezza e l'uniformità dell'adesione.
• Controllo della tensione dell'avvolgitore : i difetti del rotolo possono essere scambiati per “difetti del tessuto” dai clienti finali.